城市低空物流、载人eVTOL加速落地,但旋翼轰鸣成了城市上空挥之不去的“噪声刺客”;远处风电场低频嗡鸣,也常常成为低空经济相关项目落地的“拦路虎”。
中国民航大学民航环境与绿色发展创新团队(以下简称“团队”)亮出两套自研降噪“王牌技术”,从设计源头给飞行器植入静音基因,配套AI声学检测设备实现量产全流程管控,整套航空降噪方案还跨界赋能风力发电机,一套技术双线开花,为低空经济、绿色风电送上源头降噪中国方案。
痛点直击:告别“打补丁”式降噪,立足原生升级植入“静音”基因
目前,市面上绝大多数无人机降噪在走“先造飞机,后降噪”的老路,等整机成型再加装隔音材料、修改机身外形,看似解决噪声,实则暗藏两大硬伤:额外增重直接缩短飞行续航,噪声根源始终没能根除。
此外,制造环节还存在检测短板:只盯着分贝数值,完全忽略尖锐刺耳、低频闷响这类让人烦躁的听觉不适感,声品质管控长期处于空白。
针对以上的堵点,团队换了全新研发思路——不从机身外部“遮噪声”,直接从底层设计重构静音架构。由此产生了两个“前沿科技”。
前沿科技1:图纸阶段掐断噪声 仿生旋翼自带“静音基因”
“不用事后贴隔音棉,在设计图纸阶段就完成降噪,这套声振一体化正向设计技术直接颠覆行业传统思路。”团队负责人中国民航大学科技创新研究院教授陈达介绍,团队自主研发的低噪旋翼与全机声振一体化正向设计技术,彻底打破了气动与结构之间的壁垒。
此方案通过多物理场耦合计算同步优化降噪;旋翼借鉴仿生思路打造“波浪桨尖+锯齿前缘”的“螺旋刀”,切碎制造噪声的叶尖涡,从源头压低气动噪声;整机搭配模态避频、结构拓扑优化,切断振动传声的连锁反应。
“我们不是给无人机戴上‘隔音耳罩’,而是让它天生就拥有一副‘好嗓子’,只发声、不发声噪。”陈达说,该技术可在不损失甚至提升气动效率的前提下,实现辐射噪声功率的断崖式下降,真正做到飞机天生低噪,不用为降噪牺牲飞行效率。
前沿科技2:产线上线“金耳朵”,难听异响出厂前直接清零
分贝数字低不等于听着舒服,高频刺耳、低频闷糙才是扰民元凶。团队自研的无人机制造声品质实时评价与硬件在环(HIL)控制装备,在无人机下线测试阶段,系统通过高精度传声器阵列实时采集声信号,并瞬间解算出响度、尖锐度、起伏度等心理声学指标。
值得一提的是其“硬件在环”闭环控制能力:一旦系统“听”出某台电机的声品质存在瑕疵,会立即将补偿信号注入测试台架,实时调整控制参数或定位装配公差,在制造端将“烦人”的异音彻底消除。
跨界落地 航空降噪技术治好大风车“嗡嗡病”
这套航空级降噪技术不止适配无人机,还跨界“驯服”风力发电机。
风机200Hz以下低频噪声穿透力极强,长期扰民,很多风电项目因此搁置。团队把航空设计逻辑迁移到风机研发:依靠仿真算法精准锁定叶片尾流噪声源,重新优化叶片曲面造型,搭配塔筒复合减振设计,在不损耗发电量的前提下大幅削弱低频噪声。
用造航空器的高标准改造风电设备,让清洁能源真正做到安静运行。
从低空无人机到陆上风力发电,一套技术覆盖两大绿色赛道,是中国民航大学绿色民航科研成果产业化的标杆案例。
团队负责人陈达教授感触颇深的一句话是:“科技创新不能只停在论文和实验室里,必须融入产业发展的血脉中。”
他们跳出实验室单一研究思维,围绕产业真实难题搭建“源头设计—量产检测—跨界应用”完整技术链条,打造可复制、可推广的噪声治理解决方案。
随着低噪旋翼设计体系、智能声学检测设备批量投产,未来城市空中飞行器安静穿梭,山野风电不再有扰人嗡鸣。(陈红叶)
来源:中国民航大学
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